分解爐分級(jí)燃燒降低NOx技術(shù)探討.pdf

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1、Technology分解爐分級(jí)燃燒降低NOx技術(shù)探討王勇，王雅明，張爍(1．江蘇恒遠(yuǎn)國(guó)際工程有限公司，江蘇揚(yáng)州225234；2．國(guó)家建材節(jié)能檢測(cè)評(píng)價(jià)中心，北京100024)中圖分類(lèi)號(hào)：TQ172；X701文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1671-8321(2014)01—0077-02水泥行業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的SO、NOx及CO等有NOx濃度一般在1500～2600mg／m。之間，出預(yù)分解系統(tǒng)的害氣體和粉塵會(huì)對(duì)大氣造成嚴(yán)重污染，其中NOx氣體的NOx~1]約為800～1300mg／m，平均1lOOmg／m。Zeldovich溫室效

2、應(yīng)為CO，的200倍，并參與臭氧層的破壞，可形成認(rèn)為熱力型NOx的產(chǎn)生與反應(yīng)溫度、過(guò)?？諝庀禂?shù)以及硝酸型酸雨，也是光化學(xué)煙霧的重要組成物質(zhì)；同時(shí)，在高溫區(qū)停留時(shí)間等因素有關(guān)。在此理論基礎(chǔ)上，控制NOx又被稱(chēng)為神經(jīng)毒氣，對(duì)中樞神經(jīng)、心血管及呼吸管或減少NOx生成量的主要方法是控制燃燒區(qū)溫度，降低反道系統(tǒng)產(chǎn)生極大危害。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn)1t熟料約產(chǎn)生應(yīng)區(qū)內(nèi)氧的濃度和縮短燃料在高溫區(qū)域內(nèi)的停留時(shí)間。1．5kg～1．8kg的NOx，水泥行業(yè)約占我國(guó)總氮氧化物排放當(dāng)今水泥窯脫硝措施主要從三個(gè)階段人手：量的10％。近期在我國(guó)大范圍出現(xiàn)的霧

3、霾天氣引發(fā)了公(1)燃燒前預(yù)處理：主要指原、燃料的脫氮或者采眾對(duì)于環(huán)境保護(hù)更加熱切的關(guān)注。水泥行業(yè)走綠色可持用低氮原、燃料。由于我國(guó)現(xiàn)有資源結(jié)構(gòu)和能源政策的限續(xù)發(fā)展之路是大勢(shì)所趨。制，加之其難度大，成本高，使得這些措施難以實(shí)現(xiàn)。我國(guó)水泥行業(yè)的降氮技術(shù)研究起步較晚，國(guó)家于2002(2)燃燒過(guò)程控制：即控制煅燒過(guò)程中氮氧化物的生年才開(kāi)始將水泥預(yù)分解窯降氮技術(shù)研究列入863計(jì)劃?，F(xiàn)成?！悴捎玫偷紵?、分級(jí)燃燒或加入礦化劑等手段。行GB4915—2004《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，(3)燃燒后處理：是在煙氣排放前減少排

4、放，常NO)(排放濃度不得超過(guò)800mg／m(以NO：計(jì))；“十二五”用的方法有選擇性非催化還原法(SNCR)和選擇性催發(fā)展規(guī)劃中又明確提出到2015年末將氮氧化物排放總化還原法(SCR)等。量降低10％，新建水泥生產(chǎn)線脫硝效率不低于60％的要降低氮氧化物主要排放技術(shù)的比較見(jiàn)表1。求。工業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)會(huì)日趨嚴(yán)格，水泥行業(yè)將面從表1不難看出，分級(jí)燃燒是最經(jīng)濟(jì)、最清潔的降臨更加嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。氮脫硝方法之一，它在將來(lái)的水泥行業(yè)低氮生產(chǎn)技術(shù)上將發(fā)揮不可替代的作用。1NOx的產(chǎn)生方式及治理現(xiàn)狀NOx的產(chǎn)生及其機(jī)理與單純的煤粉燃燒有

5、很大區(qū)2空氣分級(jí)燃燒技術(shù)及常見(jiàn)問(wèn)題解決辦法別，水泥預(yù)分解爐內(nèi)生料濃度較高，生料對(duì)于燃料中氮分級(jí)燃燒分為空氣分級(jí)和燃料分級(jí)兩種燃燒方元素的氧化及NOx的還原反應(yīng)都有強(qiáng)烈的催化作用，使式。燃料分級(jí)因?qū)μ娲剂掀焚|(zhì)要求較高且處理量有得分解爐內(nèi)NOx的產(chǎn)生機(jī)理更為復(fù)雜。限而使其推廣受到限制?？諝夥旨?jí)燃燒以其有效的NOx按其產(chǎn)生方式主要分為熱力型NOx、瞬發(fā)型NOxNOx脫除率(可達(dá)25％～30％)、無(wú)運(yùn)行成本和無(wú)二次和燃料型NOx。熱力型NOxl~l空氣中N，與o在高溫狀態(tài)污染等諸多優(yōu)勢(shì)成為目前使用最為廣泛的低NOx燃燒下化合生成

6、，約占NOx產(chǎn)生總量的75％～90％；燃料型技術(shù)。NOx主要來(lái)源于燃料中固定氮高溫燃燒；瞬發(fā)型NOx~lJ所謂空氣分級(jí)燃燒，即將燃料燃燒所需空氣分兩部由燃燒時(shí)產(chǎn)生的烴等撞擊空氣中N：分子產(chǎn)生，因其產(chǎn)生分(或多部分)分別從分解爐下椎體和柱體加入，其基量較少，一般不做研究。本原理是讓燃料先在缺氧的還原環(huán)境下燃燒，由于煤粉熱力型氮氧化物主要產(chǎn)生于1300℃以上的高溫區(qū)，燃燒不充分故生成CO等還原劑，這些還原劑將NOx還原而回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度遠(yuǎn)高于1400℃，故其內(nèi)氮氧化物以熱成無(wú)污染的N，從而達(dá)到減少NOx的目的。另外，煤粉在力型NO

7、x為主；分解爐內(nèi)的溫度一般在1000℃以下，生缺氧環(huán)境下燃燒也在一定程度上抑制了燃料型NOx的形成的氮氧化物則以燃料型NOx為主?；剞D(zhuǎn)窯窯頭產(chǎn)生的成?？諝夥旨?jí)燃燒技術(shù)工藝流程見(jiàn)圖1。2014．1CHINACEMENT＼77一生產(chǎn)技術(shù)Technology序號(hào)脫氮方法脫除率(％)排放濃度(m#m)原理缺點(diǎn)1SCR80-90100-200NH3+NOx+O2_+N2+H2O效率高。但一次投入大，催化劑價(jià)格高且易中毒2SNCR30是最有效的方法之一。但氨逃逸率高，還原劑用量大，且-70200～5o0NII3+NOx+O2_÷N2+

8、H20還原劑生產(chǎn)存在污染3低氮燃燒器5～2O5oo～10oo控制燃燒器火焰形狀受煅燒溫度控制，降氮程度有限4分級(jí)燃燒l5～30≤500—1o00C+O2C0；O+CO-+N2+CO2無(wú)建設(shè)投資，無(wú)二次污染，但易引起結(jié)皮，CO逃逸等5摻加礦化劑5～1O600-1o0O能降低熟料煅燒溫度會(huì)引起窯產(chǎn)量不穩(wěn)定及